裘 吉
(河北承德承唐高速公路管理處,河北 承德 067000)
造成瀝青混凝土路面出現早期病害(如裂縫、水破壞、松散、泛油、推移等)的因素有很多,主要可以總結為結構設計不合理、現場施工質量控制不嚴、投入運營后超載車輛管理不嚴、氣候條件影響等。而瀝青路面裂縫病害的產生主要與路面基層質量劣化、結構完整性差、集料離析和不均勻過大等因素息息相關。
1.1 原有軟土地基處理不徹底導致路面裂縫病害產生
裂縫病害主要是由地基和填土在橫向不可避免的不均勻性而造成的路面基層開裂。軟土性質差、變形復雜,且容易發生沉陷,在該軟土層上進行工程建設前,應對其采用換填層、澆筑樁等手段進行處理。若原軟土地基的處理采用填筑中粗砂的方式,填筑較少會造成處理不徹底和不完全,原地基的軟土從兩側擠出,在地基處的位置會冒出地下滲水,在其上建成的路面由于公路填方路基大部分路段位于軟土地基上,因而通車后都會因軟土地基工后固結沉降導致路面上出現不同程度的裂縫病害。
1.2 路基強度不夠導致路基固結沉降變形產生縱向裂縫
若路基填土壓實度不夠,且未進行分層填筑,會造成路基填筑不均勻。如未預先采取措施防止表面水滲入路基或者地基和填土之間的壓實不均勻,當有表面水滲入時,會使鋪筑在其上的瀝青混凝土路面在通車一段時間后,出現明顯的局部沉陷或產生一些細而短的縱向裂縫。
1.3 路面基層質量劣化造成瀝青混凝土路面早期開裂
若瀝青混凝土路面基層材料的強度(抗拉強度和抗壓強度)和剛度(回彈模量)達不到要求;基層材料的水穩性不夠,則很難抵抗水的沖刷作用;基層材料的收縮性小,是半剛性材料,一點小的變形即會引發斷裂;與面層結合不好等,都可能影響基層質量。基層作為瀝青混凝土路面最重要的承重層,其施工工藝水平關系其質量好壞,其質量好壞則會直接影響路面的破損程度和使用壽命。若基層鋪筑質量不好、厚度不足,當有車輛通過時會產生變形,使路面出現網裂、下沉變形和塊狀裂縫。
1.4 瀝青混凝土路面遭受地面水和地下水破壞加劇路面開裂
所謂的水破壞是指降水滲入路面結構層使路面產生早期破壞的現象,是最常見且影響最嚴重、破壞力最大的瀝青混凝土路面早期病害。其破壞形式主要表現為:網裂、坑洞、唧漿、轍槽等,主要是由于施工中瀝青混凝土配合比控制不嚴、瀝青混合料拌和不均、碾壓效果不良等導致的瀝青路面空隙率過大所造成的。具體表現如下:
a)表面層產生裂縫 降雨滲入并滯留在表面層瀝青混凝土的空隙中,在車輛的反復作用下,孔隙水壓力剝落碎石表面瀝青,使表面局部瀝青混凝土變松散,碎石被車輪甩出,使路面出現坑洞,其中采用半開式瀝青混凝土表面層產生的坑洞破壞最為嚴重;
b)表面層和中面層同時產生坑洞,局部表面產生網裂 自由水滲入并滯留在表面層和中面層中,在快速車輛的反復作用下,會使得兩層瀝青混凝土中的部分碎石間的瀝青發生剝落,導致表面產生網裂、形變和向外側推擠,進而產生坑洞。
1.5 其他原因
在整個高填路基施工時,既未采取設置反壓護道和擋土墻等穩定路基的措施,又未采取使用合格的填料或對填料改性或采用加筋的土工合成材料等加固路基措施,因此最終導致路面產生早期裂縫病害。
在路面病害檢測技術選擇原則的指導下,結合各種檢測技術的特點及適用范圍,根據不同的病害情況,選擇合理的檢測技術。
2.1 當瀝青混凝土路面呈現出局部損壞,而路面的使用性能優良時,應選擇無損檢測,減少檢測手段對瀝青混凝土路面的破壞作用。
2.2 當瀝青混凝上路面早期病害在交通荷載和自然因素等作用下呈現出大面積的損壞,路面的使用性能已經較差,但不至于影響到整個道路的通行時,應首先考慮選擇無損檢測技術對路面的使用性能進行檢測。若必要時,可以酌情選擇少量的有損檢測手段對路基路面的病害進行檢測,減少檢測手段對瀝青混凝土路面的破壞作用。
2.3 當瀝青混凝土路面局部地段損壞非常嚴重,而又無法確定其損壞的原因時,應考慮采用無損檢測技術和有損檢測技術相結合對其進行檢測,可在減少檢測手段對瀝青混凝土路面的破壞作用的同時,保證檢測的準確性。
2.4 當瀝青混凝土路面病害出現明顯的損壞,己經嚴重影響到路面的道路交通通行時,可以單獨選擇無損檢測中對路基路面全部挖除的措施來進行路基路面病害的檢測。
根據瀝青路面裂縫病害形成原因,例如縱向裂縫,可采用預防措施以減少發生率,如在路基施工過程中特別是在路基拓寬地段、路橋銜接處嚴格控制填土厚度及填料的均勻性,并保證達到規范要求的壓實度。另外,可采用較稀的瀝青來減少溫度裂縫;在基層施工中,應及時進行養護、做好接頭處理并提高整體強度。
若瀝青路面早期裂縫病害已經發生,尤其是出現對公路危害嚴重的“重一級病害”(裂縫大于5mm),應采用以下措施進行處治:
a)采用高壓灌漿對路基出現局部沉陷的地段進行處理,若沉陷導致路面破損,應將破損的路面挖除后重新攤鋪瀝青混凝土面層;
b)對路基填土含水量超標地段,可以采用在路基上路床和下路床的范圍內進行碎石樁或粉噴樁的處理,其中水泥粉噴樁用于高填路基情況,石灰粉噴樁用于低填路基情況。
瀝青混凝土路面早期病害產生的原因是多方面的,包括結構設計不合理、現場施工質量控制不嚴、投入運營后超載車輛管理不嚴、氣候條件影響等。因此,為了更好地發揮公路的社會效益和經濟效益,延長使用壽命,保證其使用性能和安全性能,應深入分析瀝青混凝土路面早期病害的產生原因,遵循“以防為主,以治為輔”的原則,建立瀝青混凝土路面早期病害的有效防治措施。
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